国家标准计划《重组蛋白试剂 亲和力测定方法》由 TC387(全国生化检测标准化技术委员会)归口 ,主管部门为国家标准委。
主要起草单位 中国计量大学 、中国测试技术研究院 、深圳华大基因科技有限公司 、北京百普赛斯生物科技股份有限公司等 。
| 07 数学、自然科学 |
| 07.080 生物学、植物学、动物学 |
重组蛋白试剂是指应用重组DNA或重组RNA技术,经宿主细胞表达和纯化得到的具有一定功能的蛋白质,主要用于生命科学基础研究,也是生物药、细胞免疫治疗及诊断试剂研发和生产过程不可或缺的关键生物试剂,由于其高度纯化和可控的生产过程,相比天然蛋白,其一致性高,稳定性好,在生化试剂市场中占有重要地位,已广泛应用于生物研究、生物制药、诊断和治疗等领域。
在许多应用领域中,重组蛋白已经取代了传统的天然蛋白,因此,重组蛋白在生化试剂市场中的市场占比逐渐增加。
根据Frost&Sullivan预计,全球重组蛋白市场从 2015 年的 70 亿美元增长到2020 年的108 亿美元,期间年复合增长率为 9.0%,预计 2025 年市场规模将达到208 亿美元,2020 年至 2025 年间年复合增长率接近 14.1%。
国内重组蛋白市场规模从2015 年的51 亿人民币增长到2020 年的145.4 亿人民币,期间年复合增长率为23.3%,预计2025 年市场规模将达到337.7 亿人民币,2020 年至2025 年间年复合增长率接近18.4%。
重组蛋白作为蛋白类试剂的核心产品,具有高技术壁垒、高附加值和高毛利的特性,且重组蛋白试剂品类繁多,客户需求多元化,因此长期以来我国重组蛋白类试剂的市场格局较为分散,海外品牌垄断头部市场。
但是随着近年来国家对生物、医疗、卫生健康和药物开发等领域的支持力度不断加大,生命科学实验室的需求量明显增加带动了国内相关产业和企业的快速发展,国产生物科研试剂正在通过价格、供应链及服务的优势提升市场竞争力,逐步打破了进口产品主导的行业局面,形成进口替代发展趋势。
从数据上来看,2020年中国市场份额第一和第二名仍为R&D Systems和PeproTech,市占率分别为17.1%、15%。
但是义翘科技、近岸蛋白、百普赛斯三家企业发展迅速,2020年3家主要国产厂商已经占据国内市场20.3%的份额,此外,国内生物制药、基因与细胞治疗、体外诊断、mRNA疫苗等下游应用领域快速发展,为重组蛋白国产替代创造良机。
2021年百普赛斯重组蛋白业务营收为3.26亿元,毛利率达95.96%。
2021年义翘神州重组蛋白业务营收为3.1亿元,毛利率达94.31%。
与此同时,基础科研和药物研发对于试剂质量的要求显著提升。
为得到稳定的实验结果,科研工作人员常常需要重复和再现实验操作。
作为生物科研实验最常用的检测工具之一,重组蛋白科研试剂的质量稳定性对于减少数据的外源偏差以及产生可重复的科研结果十分重要。
由于重组蛋白本身结构和生产流程的复杂性,生产商在工艺流程以及质量控制上稍有疏忽,试剂的质量就容易出现问题。
对于重组蛋白产品的质量控制,不仅需要进行结构及理化性质检测,同时也需要对蛋白的亲和活性、功能活性等生物活性进行检测。
活性是蛋白类试剂的核心质量参数,其中蛋白亲和活性是用来评估可逆反应中产品蛋白与其作用分子(如抗体和抗原、受体和配体、酶和底物等)相互作用强弱的常数,通常用亲和力表示,是可以快速有效评价蛋白试剂质量稳定性的指标。
同时,部分重组蛋白生产出来之后,必须对其进行亲和力测定以保证可以顺利的应用于下游应用。
如在RIA、ELISA、免疫荧光检测(IFA)等免疫学实验中,抗体对特异性待测抗原的亲和活性必须高于一定的阈值,才能保证测定的灵敏度和可靠性。
用重组蛋白偶联于固相进行亲和纯化靶标分子时,为避免强烈的洗脱条件造成靶标分子变性,需中等亲和力的蛋白,以便能用较温和的条件进行洗脱。
但是目前,重组蛋白类科研试剂行业缺乏统一的生产标准、质量控制和质量保证体系,不同企业、单位和个人采用的亲和力测定方法不一,活性评价单位(效价、比活性、亲和力等)也各不相同,导致行业内产品质量良莠不齐,科研试验结果的可靠性难以保证。
除此之外,进口抗体污染、物流周期长和储存问题以及任意更改产品编号等众多因素都可能导致重组蛋白科研试剂质量和稳定性下降。
因此,研制重组蛋白亲和力测定标准,将是对重组蛋白类科研试剂行业质量保证体系的完善,也是开展基础科研和药物研发的基础保障;同时相比复杂的功能活性等试验,因污染、储运、分装等后续处理及批次生产对产品质量和稳定性的影响也可以通过亲和力的检测快速有效地反应出来,可以作为后续自身、第三方及采购者对相关产品质量检测的一个重要参考标准。
因此,重组蛋白亲和力测定标准的研制和实施,将是企业、消费者和质检部门对相关产品的质量检测的重要参考,是进一步提升产品质量并提高产品稳定性,促进产业健康发展的重要环节。
本文件规定了重组蛋白试剂亲和力测定的通用方法,包括酶联免疫吸附试验(ELISA,第一法)、表面等离子共振技术(SPR,第二法)和流式细胞法(FCM,第三法)。 本文件适用于在科学研究、生产和应用过程中对重组蛋白亲和力的测定。第一法和第二法适用于靶标分子可溶的重组蛋白的亲和力测定,其中第一法更适用于剂量效应曲线为反向S形的重组蛋白试剂;第二法适用于更适用于低亲和力的重组蛋白试剂;第三法适用于靶标分子表达纯化困难而通过细胞表面展示的重组蛋白及荧光标记蛋白等的亲和力测定。 主要技术内容包括重组蛋白亲和力测定的三种方法的原理、具体操作及结果表述。